熱力失調(diào)原因及分時供熱平衡方法研究

趙曦 秦皇島市熱力有限責(zé)任公司

供熱隨著需求的增加，熱網(wǎng)的大小會增加，系統(tǒng)狀態(tài)也會變得更加復(fù)雜，從而加劇力失調(diào)。為解決力失調(diào)問題，本文分析了問題的原因，提出了一種高效、經(jīng)濟(jì)的分時供熱平衡方法，以期有效提高供熱質(zhì)量和效率，滿足用戶需求。

一、分時供熱平衡方法

分時供熱平衡方法是通過調(diào)整不同用戶的加熱時間來調(diào)整熱量輸入，以確保不同的建筑能夠滿足要求的負(fù)荷，解決管網(wǎng)的熱力失調(diào)問題，并起到按需加熱和均勻加熱的作用。分時供熱平衡概念是通過提高用戶的整體供水溫度，盡量減少過熱用戶的加熱時間，并增加過熱用戶的加熱時間，以實現(xiàn)室內(nèi)冷暖平衡當(dāng)加熱達(dá)到平衡狀態(tài)時，可以使用最小流量來降低管網(wǎng)流量需求，降低傳輸功率，提高管網(wǎng)的加熱能力，并實現(xiàn)加熱平衡。

二、熱力失調(diào)原因分析

1.熱力失調(diào)液是水力失衡問題導(dǎo)致。由于加熱管段之間的流量和壓力差異，室內(nèi)供熱不均勻。原因如下。首先，管網(wǎng)壓力存在差異，這可能導(dǎo)致水力和熱能不平衡。其次，隨著用戶數(shù)量的增加，加熱需求也隨之增加，管網(wǎng)的大小也隨之增加，供熱系統(tǒng)中管道的布局面積也隨之增加。如果管網(wǎng)流量不受控制，則很難滿足水力平衡條件，從而導(dǎo)致熱熱力失調(diào)。

2.不同散熱設(shè)備造成的熱力失調(diào)。當(dāng)水溫相同時，建筑節(jié)能材料、結(jié)構(gòu)條件、地理位置或客戶的熱設(shè)備等因素可能會影響熱量分布。如果選擇的加熱設(shè)備類型不同，則相同條件下的實際熱輸入可能會有所不同。例如，地?zé)嵊脩艉蜕崞脩粼趯嶋H熱量輸入方面存在一定差異，這對地?zé)嵊脩魜碚f更為重要。當(dāng)設(shè)備位于不同位置（例如建筑的頂部和角落）時，需要增加加熱荷載，以達(dá)到與其他使用者相同的室內(nèi)溫度。

3.由于建筑的供熱時間不同，使用者的不同供熱需求也會導(dǎo)致不同供熱時間的熱力失調(diào)。如果僅通過調(diào)整流量來實現(xiàn)管網(wǎng)平衡，則很難解決由供熱時間引起的熱力失調(diào)問題，并且只有在使用部分壓力能量時，才能通過流量分布的均勻性來實現(xiàn)均勻供熱，但這并不能真正解決水力調(diào)節(jié)，通常用于解決這種熱不平衡問題，但在長期實踐中，它有一些限制，不僅增加了人員和供暖系統(tǒng)的工作量，而且大大增加了供暖成本。因此，它對供熱系統(tǒng)的發(fā)展有很大的影響。

三、分時供熱平衡方法控制策略

過去，我國的供熱采用大流量、低溫差法，防止熱力網(wǎng)水力失調(diào)故障，提高最終用戶供熱質(zhì)量。同時，循環(huán)水流量的增加可以進(jìn)一步改善供暖。但是我們必須考慮他的經(jīng)濟(jì)，此外，該方法對鍋爐運行效率有影響。鍋爐的功率直接受到低參數(shù)加熱的影響。同時，大量的管網(wǎng)流量也增加了再生水泵的能耗。從長遠(yuǎn)來看，這將不可避免地影響供暖系統(tǒng)的節(jié)能。非全時熱平衡法用于供暖如下：供水溫度高，循環(huán)流量低。它比高流量和低溫加熱方法更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能。由于分時供熱系統(tǒng)需要合理的控制策略，因此，只要滿足不同用戶的供暖需求，就必須盡量減少供暖系統(tǒng)的能耗。根據(jù)多年的經(jīng)驗和研究現(xiàn)狀，提出了基本的控制方法。供暖企業(yè)通常總結(jié)供熱系統(tǒng)的運行規(guī)則，并給出管網(wǎng)供水溫度的值。假設(shè)水溫為85℃，回水溫度為60℃。管網(wǎng)的回水溫度和回水溫度值隨室外溫度變化，如圖1 所示。

圖1 供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)水溫曲線

根據(jù)分時供熱系統(tǒng)的理論計算和分析，管道閥門之間的時間間隔，調(diào)整時間應(yīng)為1～2 小時，供熱參數(shù)調(diào)整時間應(yīng)為1～2 小時。在整個加熱期間，電動通斷閥通過用戶房間所需溫度與房間實際溫度之間的差調(diào)節(jié)24 小時，室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)不同時間。通常，上午8：00 至10：00 是建筑的最大負(fù)荷時間。如果加熱能力增加8 點，很難在短時間內(nèi)滿足熱需求。因此，供熱必須提前進(jìn)行，研究表明2 小時預(yù)處理是最好的，因此供熱參數(shù)可以提前調(diào)整到早上六點為了充分控制用戶室內(nèi)的溫度，可以在用戶樓梯管道的進(jìn)口分支供熱系統(tǒng)的進(jìn)口分支上安裝電動通斷閥，以控制管道內(nèi)循環(huán)的水量。

四、案例分析

為了進(jìn)一步研究分時供熱平衡法的應(yīng)用效果，本文對住宅小區(qū)的一天供暖運行數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。回水、一、二次網(wǎng)的溫度情況見表1。

表1 一次網(wǎng)、二次網(wǎng)供水及回水溫度

此外，據(jù)統(tǒng)計，338.15gGJj 是社區(qū)每天使用的熱量。如表1 所示，二級網(wǎng)供平均水溫為32.40℃，平均回水溫度為26.24℃。546t/h 是二次網(wǎng)質(zhì)量。如果二級網(wǎng)的平均回水溫度和流量保持不變，二次網(wǎng)的電源溫度不得超過60℃，當(dāng)住宅區(qū)的日熱為338.15焦耳時，住宅區(qū)的一次熱可計算為每天14.10 焦耳/小時。因此，二次網(wǎng)的供水溫度可以定為60℃，當(dāng)水溫達(dá)到60℃時，采用分時供熱控制系統(tǒng)保持546t/h 的流量不變。計算得出的熱量消耗為每小時7.72 焦耳，住宅區(qū)的累計熱量為每天185.28 焦耳。這表明采用分時供熱控制系統(tǒng)大大降低了社區(qū)的熱量消耗，并有助于節(jié)能。

總之，運行良好的供熱系統(tǒng)不僅能穩(wěn)定系統(tǒng)的熱功率，還能保證不同用戶室內(nèi)的熱平衡，解決供熱網(wǎng)的熱力失調(diào)，最終實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。